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EP4464572A1 - Verfahren zur etcs-zugbeeinflussung und ersatzeinrichtung - Google Patents

Verfahren zur etcs-zugbeeinflussung und ersatzeinrichtung Download PDF

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Publication number
EP4464572A1
EP4464572A1 EP23173545.7A EP23173545A EP4464572A1 EP 4464572 A1 EP4464572 A1 EP 4464572A1 EP 23173545 A EP23173545 A EP 23173545A EP 4464572 A1 EP4464572 A1 EP 4464572A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
etcs
replacement device
operational
connection
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23173545.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dr. Didrich
Frank Kaiser
Jean-Luc Neumann
Daniel Starke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Priority to EP23173545.7A priority Critical patent/EP4464572A1/de
Publication of EP4464572A1 publication Critical patent/EP4464572A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/30—Trackside multiple control systems, e.g. switch-over between different systems
    • B61L27/33—Backup systems, e.g. switching when failures occur
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/30—Trackside multiple control systems, e.g. switch-over between different systems
    • B61L27/37—Migration, e.g. parallel installations running simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/70—Details of trackside communication
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • ETCS vehicles are equipped in such a way that they communicate with ETCS track control centers.
  • ETCS stands for European Train Control System, which is the European standard for a uniform train control system. Although ETCS is always referred to below, the invention can also be applied to other train control systems that are comparable, such as CTBC (Communication Based Train Control) or CTCS (Chinese Train Control System).
  • CTBC Common Control Based Train Control
  • CTCS Choinese Train Control System
  • each section of track is assigned an ETCS track control center, which is communicated to the ETCS vehicle via a received data telegram, for example when a balise passes over it.
  • the received data telegram from the balise contains an address of the assigned ETCS track control center, such as an ETCS address and/or a telephone number that the ETCS vehicle can use to contact the ETCS track control center.
  • the telephone number itself or the ETCS address is used to make contact, whereby an IP address is first determined from the ETCS address, which is then used to make contact.
  • information about train control is transmitted, such as travel releases or similar.
  • the ETCS vehicle If the ETCS vehicle's attempt to connect to the ETCS track control center fails, the ETCS vehicle will start a new connection attempt until a connection is established.
  • balises are sometimes provided with additional shielding covers to prevent the data telegram from being transmitted to the ETCS vehicle.
  • additional shielding covers to prevent the data telegram from being transmitted to the ETCS vehicle.
  • a replacement device for at least one non-operational ETCS track control center which is designed to receive at least one connection attempt from at least one ETCS vehicle instead of the non-operational ETCS track control center and which is designed to establish a connection with the ETCS vehicle, wherein the connection attempt is redirected to the replacement device.
  • the solution according to the invention has the advantage that the connection attempt of the ETCS vehicle can be successfully completed even though the assigned ETCS track control center is not ready for use.
  • the solution according to the invention makes changes to the beacons on the track superfluous, even if the ETCS track control center is not yet ready for use. Since the connection attempt of the ETCS vehicle is successful, the mobile network is not overloaded because repeated connection attempts are no longer necessary.
  • the ETCS vehicle first establishes the connection in the usual way with the assigned ETCS track control center, whose address was transmitted, for example, by data telegram from a balise.
  • ETCS Circuit Switched Mode or PS - Packet Switched Mode
  • a telephone number or an ETCS address is used, which are transmitted via a data telegram.
  • IP address is first determined via DNS (Domain Name System), which is then used to make contact.
  • GSM-R will be replaced by FRMCS (Future Railway Mobile Communication System), for which the invention can of course also be used.
  • FRMCS Full Railway Mobile Communication System
  • the function of the exchange is taken over by a so-called MCX server.
  • the connection attempt is redirected to the replacement device.
  • CS mode this is carried out, for example, by a switching center of the mobile network.
  • the switching center has all the information required for the redirection, such as the telephone number of the replacement device.
  • PS mode the IP address of the replacement device is determined for the ETCS address via the DNS.
  • the DNS therefore also acts as a switching center here, and the ETCS address is used in at least a similar way for FRMCS. In the following, both variants are not always discussed here either, but they are always possible.
  • a type of call forwarding or call diversion is thus set up for the ETCS line control center that is not operational.
  • the replacement device then accepts the connection attempt from the ETCS vehicle instead of the ETCS track control center, which is not ready for use. Finally, the connection to the ETCS vehicle can be established. A type of call forwarding to the replacement device according to the invention takes place.
  • GSM-R Global System for Mobile Communications - Rail(way)
  • MSC Mobile Switching Center
  • FRMCS Full Railway Mobile Communication System
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • LTE Long Term Evolution
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • the mobile network in the sense of the invention therefore includes GSM-R, FRMCS and other communication networks such as WLAN.
  • the backup device can send at least one connection termination signal to the ETCS vehicle.
  • the connection termination signal terminates the connection normally.
  • the ETCS vehicle then continues to drive in non-ETCS mode, as no ETCS information was transmitted and the ETSC equipment on the track is not yet complete.
  • the backup device can of course also send further signals or information to the ETCS vehicle before the connection termination signal if this is necessary or appropriate.
  • the backup device works like an answering machine. For example, information can be sent which can then be shown as a text message on a display on the ETCS vehicle, for example. This allows communication with a real connection to be tested and appropriate information can be displayed or transmitted to the driver or commissioning engineer.
  • the replacement device may, after the connection is established, authenticate itself to the ETCS vehicle as the assigned but not operational ETCS track control center.
  • the replacement device can authenticate itself using at least one key that is assigned to the not operational ETCS track control center.
  • the replacement device is equipped with the necessary keys of the not operational ETCS track control center in order to be able to replace it at least for these purposes.
  • the non-operational ETCS track control center can be assigned to the ETCS vehicle based on information received after a balise has passed. This has the advantage that the solution according to the invention can be implemented immediately after a balise has been installed in the railway system.
  • the replacement device can be designed to send at least one signal to the ETCS vehicle to terminate the connection after the connection has been established. This has the advantage already described above that the connection is terminated in an orderly manner and the ETCS vehicle does not attempt to establish a connection again.
  • the replacement device for authentication to the ETCS vehicle can be designed as the non-operational ETCS track control center after the connection has been established. This has the advantage, also described above, that the authentication by the replacement device is also carried out in the prescribed manner.
  • the replacement device can have at least one key for authentication, which is assigned to the non-operational ETCS track control center. Such a key can also be assigned to the combination of ETCS track control center and ETCS vehicle, as is common practice with ETCS.
  • the replacement device can be designed for several ETCS line control centers that are not ready for use.
  • the invention also relates to a railway system with ETCS train control, with at least one ETCS track control center assigned to at least one track section but not operational, with at least one ETCS vehicle that is designed to make at least one connection attempt with the non-operational ETCS track control center via a mobile radio network.
  • the railway system comprises at least one replacement device according to the invention according to one of the previously mentioned embodiments.
  • the single figure shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a railway system according to the invention.
  • the figure shows a railway system 1 which is designed for ETCS train control and comprises at least one ETCS vehicle 2, a non-operational ETCS track control center 3 and a replacement device 4 according to the invention.
  • the ETCS vehicle 2 is, for example, a long-distance train or a regional train that moves along a route 5 of the railway system 1 in a direction of travel 6.
  • the ETCS vehicle 2 is equipped in accordance with the ETCS standard for travel on routes with ETCS train control and includes, for example, an ETCS vehicle computer 7 and a balise antenna 8.
  • the ETCS vehicle 2 also includes a communication device 9 with a mobile radio antenna 10 with which the ETCS vehicle 2 can communicate within a mobile radio network 11. Despite the ETCS equipment, the ETCS vehicle 2 can also travel on the route 5 with the ETCS route control center 3 not yet ready for use in a non-ETCS mode.
  • the mobile network 11 can be part of the railway technical system 1, such as a GSM-R mobile network or FRMCS mobile network. However, it can also be an alternative mobile network that does not belong to the railway technical system 1 but is used by it, such as GSM, LTE, WLAN or similar.
  • the mobile radio network 11 has a switching center 12 such as an MSC, which switches connections between subscribers within the mobile radio network.
  • a switching center 12 such as an MSC, which switches connections between subscribers within the mobile radio network.
  • MSC mobile station control
  • the DNS acts as a switching center.
  • the ETCS track control center 3 which can also be referred to as RBC (Radio Block Center), is necessary for the ETCS train control system, but is not or not yet ready for use here.
  • the lack of operational readiness is indicated in the figure by two crossed lines.
  • the railway technical system 1 is in the section of track shown in the figure in the construction of the ETCS train control system. Therefore, a balise 13 required for this ETCS train control system has already been installed on route 5, but the aforementioned ETCS track control centre 3, which is assigned to this section of the route, is not yet ready for use.
  • the railway system 1 has the replacement device 4, which at least partially and temporarily replaces the non-operational ETCS line control center 3.
  • the replacement device 4 is equipped with a communication device (not shown) with which it can communicate within the mobile network.
  • the replacement device 4 is designed to receive connection attempts from the ETCS vehicle 2 and to establish a connection via the mobile network 11 with the ETCS vehicle 2 as a replacement for the non-operational ETCS line control center 3.
  • the switching center 12 redirects all connection attempts, which can also be referred to as calls, from the ETCS vehicle 2 to the replacement device 4.
  • the ETCS vehicle 2 initially receives information about the ETCS track control center 3 assigned to the track section but not yet operational, for example via a data telegram 14 from the balise 13 after the crossing has taken place. However, the ETCS vehicle 2 is not aware that the ETCS track control center 3 is not operational. Consequently, the ETCS vehicle 2 attempts to establish a connection with the non-operational ETCS track control center 3 using its communication device 9 and mobile radio antenna 10. A corresponding telephone number and/or ETCS address of the non-operational ETCS track control center 3 was present in the data telegram 14.
  • a call forwarding is set up in the exchange 12 of the mobile network 11 for the telephone number or ETCS address of the non-operational ETCS track control center 3 to the telephone number or ETCS address of the replacement facility 4. Consequently, the connection attempt from the ETCS vehicle 2 for the non-operational ETCS track control center 3 is redirected to the replacement facility 4.
  • the backup device 4 accepts the connection attempt from the ETCS vehicle 2 and establishes a mobile phone connection with the ETCS vehicle 2.
  • a so-called communication stack is established up to a safety layer.
  • the ETCS vehicle 2 provides certain dial-in information, which the backup device 4 uses to recognize that the ETCS vehicle 2 actually wants to establish a connection with the non-operational ETCS track center 3.
  • the backup device 4 therefore poses as the non-operational ETCS track center 3 by authenticating itself as the ETCS track center 3 using appropriate keys.
  • the replacement device 4 has all the necessary keys of the non-operational ETCS track control center 3. These were stored in a corresponding memory when the replacement device 4 was installed, just like in an ETCS track control center.
  • the replacement device 4 can, for example, be a computer which is equipped with a communication device (not shown).
  • the replacement device 4 sends a command to terminate the connection to the ETCS vehicle 2.
  • This can be done by an application installed on the replacement device 4, which can optionally also transmit further information to the ETCS vehicle 2. For example, information can be sent which is then displayed as a text message is shown on a display of the ETCS vehicle 2. In this way, communication can be tested with a real connection and appropriate information can be transmitted to a driver or a commissioning engineer of the ETCS vehicle 2.
  • the ETCS vehicle 2 terminates the connection and continues its journey without further connection attempts. According to the invention, this can prevent overloading of the mobile network 11 because repeated connection attempts by the ETCS vehicle 2 become unnecessary.
  • the replacement device 4 according to the invention can be designed in such a way that it replaces not just one, as shown in the figure, but a large number of non-operational ETCS line centers 3.
  • appropriate redirects for each non-operational ETCS line center 3 are stored at the exchange 12 or DNS.
  • the replacement device 4 includes all the necessary keys for authentication as the respective non-operational ETCS line center 3.
  • the replacement device 4 according to the invention can respond accordingly using the dial-in information transmitted by the ETCS vehicle 2 or other ETCS vehicles (not shown) during the connection attempt.
  • the dial-in information includes information about the desired non-operational ETCS line center and the respective ETCS vehicle. According to this option, only a single replacement device 4 is required for the entire railway system 1 in order to replace all non-operational ETCS line centers.
  • the replacement of the non-operational ETCS line control center 3 by the replacement device 4 according to the invention is to be regarded as only temporary. After the operational readiness has been established, the call forwarding in the exchange 12 is withdrawn and the connection is established by the then operational ETCS line control center.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ETCS-Zugbeeinflussung in einer eisenbahntechnischen Anlage (1) mit wenigstens einer wenigstens einem Streckenabschnitt zugewiesenen, aber nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3), bei dem wenigstens ein ETCS-Fahrzeug (2) wenigstens einen Verbindungsversuch mit der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3) tätigt,bei dem der Verbindungsversuch an wenigstens eine Ersatzeinrichtung (4) umgeleitet wird, undbei dem die Ersatzeinrichtung (4) den Verbindungsversuch anstatt der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3) entgegennimmt und eine Verbindung mit dem ETCS-Fahrzeug (2) hergestellt wird.Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Überlastung eines Mobilfunknetzes (11) verhindert.Die Erfindung betrifft auch eine Ersatzeinrichtung (4) für wenigstens eine nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale (3) .

Description

  • In eisenbahntechnischen Anlagen mit einer ETCS-Zugbeeinflussung sind ETCS-Fahrzeuge derart ausgestattet, dass sie mit ETCS-Streckenzentralen in Verbindung treten.
  • ETCS steht hierbei für European Train Control System, das dem Europäischen Standard für ein einheitliches Zugbeeinflussungssystem darstellt. Zwar wird im Folgenden immer von ETCS gesprochen, alternativ kann die Erfindung aber auch auf andere Zugbeeinflussungssysteme angewendet werden, die vergleichbar sind, wie beispielsweise CTBC (Communication Based Train Control) oder CTCS (Chinese Train Control System).
  • In solchen eisenbahntechnischen Anlagen ist jedem Streckenabschnitt eine ETCS-Streckenzentrale zugewiesen, die dem ETCS-Fahrzeug beispielsweise bei der Überfahrt einer Balise per empfangenem Datentelegramm mitgeteilt wird. Dabei enthält das empfangene Datentelegramm von der Balise eine Adresse der zugewiesenen ETCS-Streckenzentrale, wie beispielsweise eine ETCS-Adresse und/oder eine Telefonnummer, unter der das ETCS-Fahrzeug die ETCS-Streckenzentrale kontaktieren kann. Zum Kontaktieren wird je nach Variante die Telefonnummer selbst oder die ETCS-Adresse genutzt, wobei aus der ETCS-Adresse zunächst eine IP-Adresse ermittelt wird, die dann zur Kontaktaufnahme genutzt wird. Sobald die Verbindung vom ETCS-Fahrzeug zu der zugewiesenen ETCS-Streckenzentrale über ein Mobilfunknetz hergestellt ist und die beiden Teilnehmer sich gemäß den ETCS-Vorschriften authentifiziert haben, werden Informationen zur Zugbeeinflussung übermittelt, wie beispielsweise Fahrtfreigaben oder ähnliches.
  • Bekannte Anlagen dieser Art sind beispielsweise in der EP 3 771 612 A1 , EP 3 778 345 A1 oder der EP 3 778 349 A1 beschrieben.
  • Wenn der Verbindungsversuch des ETCS-Fahrzeugs zur ETCS-Streckenzentrale scheitert, startet das ETCS-Fahrzeug einen erneuten Verbindungsversuch, bis eine Verbindung zustande kommt.
  • Problematisch kann dies werden, wenn die zugewiesene ETCS-Streckenzentrale nicht oder noch nicht einsatzbereit ist und daher den Verbindungsversuch nicht entgegennehmen kann. Dies kann beispielsweise bei der Inbetriebsetzung neuer ETCS-Strecken oder bei der Nachrüstung von bestehenden alten Strecken mit einer ETCS-Ausrüstung passieren, wenn beispielsweise die Balisen mit den Zuweisungen der ETCS-Streckenzentralen bereits installiert sind, die zugewiesenen Streckenzentralen aber noch nicht in Betrieb sind. Dies bedeutet, dass jedes Schienenfahrzeug mit ETCS-Ausrüstung ein Datentelegramm von der Balise bei Überfahrt empfängt, in dem die zugewiesene ETCS-Streckenzentrale angegeben ist. Wenn in dieser Übergangszeit, in der die ETCS-Streckenzentrale noch nicht einsatzbereit ist, immer wieder ETCS-Fahrzeuge die Strecke befahren und sich wiederholende Verbindungsversuche starten, kann dies zu einer Überlastung des Mobilfunknetzes oder anderen Problemen führen. Die Verbindungsversuche zu einer zugewiesenen, aber nicht antwortenden ETCS-Streckenzentrale wiederholen die ETCS-Fahrzeuge beispielsweise alle fünf Sekunden. Dies führt zu einer wesentlichen und ungeplanten Last in dem Mobilfunknetz oder beispielsweise auch im Monitoring System der eisenbahntechnischen Anlage.
  • Zur Beseitigung dieses Problems werden manchmal die neu verlegten Balisen mit zusätzlichen Abschirmungsdeckeln versehen, die ein Übermitteln des Datentelegramms an das ETCS-Fahrzeug verhindern sollen. Dies ist allerdings mit einem erheblichen Aufwand verbunden.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Lösung für das beschriebene Problem zu finden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur ETCS-Zugbeeinflussung in einer eisenbahntechnischen Anlage mit wenigstens einer wenigstens einem Streckenabschnitt zugewiesenen, aber nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale,
    • bei dem wenigstens ein ETCS-Fahrzeug wenigstens einen Verbindungsversuch mit der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale tätigt,
    • bei dem der Verbindungsversuch an wenigstens eine Ersatzeinrichtung umgeleitet wird, und
    • bei dem die Ersatzeinrichtung den Verbindungsversuch anstatt der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale entgegennimmt und eine Verbindung mit dem ETCS-Fahrzeug hergestellt wird.
  • Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Ersatzeinrichtung für wenigstens eine nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale, die zum Entgegennehmen von wenigstens einem Verbindungsversuch wenigstens eines ETCS-Fahrzeugs anstatt der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale ausgebildet ist und die zum Herstellen einer Verbindung mit dem ETCS-Fahrzeug ausgebildet ist, wobei der Verbindungsversuch an die Ersatzeinrichtung umgeleitet wird.
  • Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass der Verbindungsversuch des ETCS-Fahrzeugs erfolgreich abgeschlossen werden kann, obwohl die zugewiesene ETCS-Streckenzentrale nicht einsatzbereit ist. Streckenseitige Veränderungen an den Balisen werden durch die erfindungsgemäße Lösung überflüssig, auch wenn die ETCS-Streckenzentrale noch nicht einsatzbereit ist. Da der Verbindungsversuch des ETCS-Fahrzeugs erfolgreich ist, kommt es zu keiner Überlastung des Mobilfunknetzes, da wiederholte Verbindungsversuche entfallen.
  • Das ETCS-Fahrzeug tätigt erfindungsgemäß zunächst in üblicher Weise den Verbindungsaufbau mit der zugewiesenen ETCS-Streckenzentrale, deren Adresse beispielsweise per Datentelegramm von einer Balise übermittelt wurde. Als Adresse zum Kontaktieren wird je nach ETCS-Variante (CS - Circuit Switched Mode oder PS - Packet Switched Mode) eine Telefonnummer oder eine ETCS-Adresse verwendet, die per Datentelegramm übermittelt werden. Im Falle der ETCS-Adresse wird zunächst eine IP-Adresse per DNS (Domain Name System) ermittelt, die dann zur Kontaktaufnahme genutzt wird. In Zukunft wird GSM-R von FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) abgelöst, für das die Erfindung selbstverständlich auch einsetzbar ist. Bei dem Nachfolgesystem FRMCS wird die Funktion der Vermittlungsstelle durch einen sogenannten MCX-Server übernommen. Im Folgenden wird nicht immer auf jede Variante im Detail eingegangen, sie sind aber jeweils möglich.
  • Erfindungsgemäß wird der Verbindungsversuch an die Ersatzeinrichtung umgeleitet. Beim CS-Mode wird dies beispielsweise von einer Vermittlungsstelle des Mobilfunknetzes durchgeführt. Dabei liegen der Vermittlungsstelle alle für die Umleitung nötigen Informationen wie beispielsweise die Telefonnummer der Ersatzeinrichtung vor. Im Falle des PS-Modes wird für die ETCS-Adresse über das DNS die IP-Adresse der Ersatzeinrichtung ermittelt. Das DNS agiert hier somit auch im Sinne einer Vermittlungsstelle und auch bei FRMCS wird die ETCS-Adresse in zumindest ähnlicher Weise genutzt werden. Im Folgenden wird auch hier nicht immer auf beide Varianten eingegangen, sie sind aber immer möglich.
  • Erfindungsgemäß ist somit eine Art Anrufweiterleitung bzw. Rufumleitung für die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale eingerichtet.
  • Anschließend nimmt die Ersatzeinrichtung den Verbindungsversuch des ETCS-Fahrzeugs anstatt der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale entgegen. Schließlich kann die Verbindung mit dem ETCS-Fahrzeug hergestellt werden. Es findet eine Art Rufumleitung an die erfindungsgemäße Ersatzeinrichtung statt.
  • Das für ETCS verwendete Mobilfunknetz ist heute üblicherweise GSM-R (Global System for Mobile Communications - Rail(way)) und die Vermittlungsstelle darin wird als MSC (Mobile Switching Center) bezeichnet. In Zukunft wird GSM-R von FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) abgelöst, wie oben erwähnt, für das die Erfindung selbstverständlich auch einsetzbar ist. Alternativ können für die Erfindung aber auch anderen Kommunikationsnetze wie GSM, LTE, WLAN oder ähnliches verwendet werden, insbesondere auch bei der ETCS-Kommunikation über PS-Services (PS-Mode). Unter dem Mobilfunknetz im Sinne der Erfindung sind somit sowohl GSM-R, FRMCS und andere Kommunikationsnetze wie WLAN zu verstehen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausgestaltung weiterentwickelt werden, wie sie im Folgenden beschrieben sind.
  • So kann die Ersatzeinrichtung, nachdem die Verbindung hergestellt ist, wenigstens ein Signal zum Verbindungsabbau an das ETCS-Fahrzeug senden. Dies hat den Vorteil, dass durch das Signal zum Verbindungsabbau das ETCS-Fahrzeug ohne Fehlermeldung oder erneute Verbindungsversuche den Streckenabschnitt passieren kann. Durch das Signal zum Verbindungsabbau wird die Verbindung regulär beendet. Das ETCS-Fahrzeug fährt anschließend im Nicht-ETCS-Betrieb weiter, da natürlich keine ETCS-Informationen übermittelt wurden und die ETSC-Ausrüstung der Strecke noch nicht vollständig ist. Zusätzlich kann die Ersatzeinrichtung selbstverständlich auch weitere Signale oder Informationen vor dem Signal zum Verbindungsabbau an das ETCS-Fahrzeug senden, wenn dies erforderlich oder zweckmäßig ist. Die Ersatzeinrichtung arbeitet in diesem Fall somit wie ein Anrufbeantworter. Beispielsweise kann eine Information gesendet werden, die anschließend z.B. als Textmeldung auf einem Display des ETCS-Fahrzeugs dargestellt werden kann. Damit kann die Kommunikation mit einer realen Verbindung getestet werden und dem Fahrer oder Inbetriebsetzer eine zweckmäßige Information angezeigt oder übermittelt werden.
  • Um die Sicherheitsanforderungen gemäß ETCS für das ETCS-Fahrzeug zu erfüllen, kann sich die Ersatzeinrichtung, nachdem die Verbindung hergestellt ist, gegenüber dem ETCS-Fahrzeug als die zugewiesene, aber nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale authentifizieren. Insbesondere kann sich die Ersatzeinrichtung mittels wenigstens eines Schlüssels authentifizieren, welcher der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale zugewiesen ist. Die Ersatzeinrichtung wird hierfür mit den nötigen Schlüsseln der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale ausgestattet, um diese zumindest für diese Zwecke ersetzen zu können.
  • Weiterhin kann die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale dem ETCS-Fahrzeug aufgrund von empfangenen Informationen nach einer Überfahrt einer Balise zugewiesen werden. Dies hat den Vorteil, dass nach der Installation einer Balise in der eisenbahntechnischen Anlage die erfindungsgemäße Lösung sofort umgesetzt werden kann.
  • Um den Aufwand während der Inbetriebsetzung einer neuen ETCS-Strecke gering zu halten, wenn noch sehr viele ETCS-Streckenzentralen nicht betriebsbereit sind, können auch andere Verbindungsversuche zu weiteren nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentralen von der Vermittlungsstelle des Mobilfunknetzes an die Ersatzeinrichtung umgeleitet werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ersatzeinrichtung kann die Ersatzeinrichtung ausgebildet sein, nachdem die Verbindung hergestellt ist, wenigstens ein Signal zum Verbindungsabbau an das ETCS-Fahrzeug zu senden. Dies hat den oben bereits beschriebenen Vorteil, dass die Verbindung geordnet wieder beendet wird und das ETCS-Fahrzeug keine erneuten Verbindungsversuche unternimmt.
  • Ferner kann die Ersatzeinrichtung zum Authentifizieren gegenüber dem ETCS-Fahrzeug als die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale ausgebildet sein, nachdem die Verbindung hergestellt ist. Dies hat den ebenfalls oben beschriebenen Vorteil, dass auch die Authentifizierung durch die Ersatzeinrichtung in der vorgeschriebenen Art und Weise erfolgt. Insbesondere kann die Ersatzeinrichtung wenigstens einen Schlüssel zum Authentifizieren aufweisen, welcher der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale zugewiesen ist. Ein solcher Schlüssel kann auch der Kombination aus ETCS-Streckenzentrale und ETCS-Fahrzeug zugeordnet sein, wie dies bei ETCS allgemein üblich ist.
  • Um nur eine Ersatzeinrichtung für die gesamte eisenbahntechnische Anlage zu benötigen, kann die Ersatzeinrichtung für mehrere nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentralen ausgebildet sein.
  • Schließlich betrifft die Erfindung auch eine eisenbahntechnische Anlage mit ETCS-Zugbeeinflussung, mit wenigstens einer wenigstens einem Streckenabschnitt zugewiesenen, aber nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale, mit wenigstens einem ETCS-Fahrzeug, das zum Tätigen wenigstens eines Verbindungsversuchs mit der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale über ein Mobilfunknetz ausgebildet ist. Erfindungsgemäß umfasst die eisenbahntechnische Anlage wenigstens eine erfindungsgemäße Ersatzeinrichtung nach einem einer der zuvor genannten Ausführungsformen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen eisenbahntechnischen Anlage.
  • In der Figur ist eine eisenbahntechnische Anlage 1 dargestellt, die zur ETCS-Zugbeeinflussung ausgebildet ist und wenigstens ein ETCS-Fahrzeug 2, eine nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale 3 und eine erfindungsgemäße Ersatzeinrichtung 4 umfasst.
  • Die in der Figur dargestellte eisenbahntechnische Anlage ist nur eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, in der auch Merkmale weggelassen oder hinzugefügt werden können, solange dies im Rahmen der Patentansprüche liegt.
  • Das ETCS-Fahrzeug 2 ist beispielsweise ein Fernzug oder auch Regionalzug, der sich entlang einer Fahrstrecke 5 der eisenbahntechnischen Anlage 1 in einer Fahrtrichtung 6 bewegt. Das ETCS-Fahrzeug 2 ist gemäß dem ETCS-Standard für eine Fahrt auf Strecken mit ETCS-Zugbeeinflussung ausgestattet und umfasst beispielsweise einen ETCS-Fahrzeugrechner 7 und eine Balisenantenne 8. Ferner umfasst das ETCS-Fahrzeug 2 auch eine Kommunikationseinrichtung 9 mit einer Mobilfunkantenne 10, mit der das ETCS-Fahrzeug 2 innerhalb eines Mobilfunknetzes 11 kommunizieren kann. Trotz ETCS-Ausstattung kann das ETCS-Fahrzeug 2 auch auf der Fahrstrecke 5 mit der noch nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3 in einem Nicht-ETCS-Modus fahren.
  • Das Mobilfunknetz 11 kann Teil der eisenbahntechnischen Anlage 1 sein, wie beispielsweise ein GSM-R-Mobilfunknetz oder FRMCS-Mobilfunknetz. Es kann aber auch ein alternatives Mobilfunknetz sein, das nicht zur eisenbahntechnischen Anlage 1 gehört, aber von dieser verwendet wird, wie z.B. GSM, LTE, WLAN oder ähnliches.
  • Das Mobilfunknetz 11 weist in dieser beispielhaften Ausführungsform eine Vermittlungsstelle 12 wie ein MSC auf, die Verbindungen innerhalb des Mobilfunknetzes unter Teilnehmern vermittelt. Dies gilt sowohl für die ETCS-Variante CS als auch für die ETCS-Variante PS, wie oben bereits beschrieben. Bei PS agiert das DNS als Vermittlungsstelle.
  • Die ETCS-Streckenzentrale 3, die auch als RBC (Radio Block Center) bezeichnet werden kann, ist für die ETCS-Zugbeeinflussung nötig, aber hier nicht oder noch nicht einsatzbereit. Die fehlende Einsatzbereitschaft ist in der Figur durch zwei gekreuzte Linien gekennzeichnet. Die eisenbahntechnische Anlage 1 befindet sich in dem in der Figur dargestellten Streckenabschnitt im Aufbau der ETCS-Zugbeeinflussung. Daher ist eine für diese ETCS-Zugbeeinflussung nötige Balise 13 bereits an der Fahrstrecke 5 installiert, aber die genannte ETCS-Streckenzentrale 3, die diesem Streckenabschnitt zugewiesen ist, ist noch nicht einsatzbereit.
  • Dafür weist die eisenbahntechnische Anlage 1 erfindungsgemäß die Ersatzeinrichtung 4 auf, welche die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale 3 zumindest teilweise und zeitweise ersetzt. Die Ersatzeinrichtung 4 ist mit einer nicht dargestellten Kommunikationseinrichtung ausgestattet, mit der sie innerhalb des Mobilfunknetzes kommunizieren kann. Die Ersatzeinrichtung 4 ist zum Entgegennehmen von Verbindungsversuchen des ETCS-Fahrzeugs 2 und zum Herstellen einer Verbindung über das Mobilfunknetz 11 mit dem ETCS-Fahrzeug 2 als Ersatz für die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale 3 ausgebildet. Hierfür leitet die Vermittlungsstelle 12 alle Verbindungsversuche, die auch als Anrufe bezeichnet werden können, des ETCS-Fahrzeugs 2 an die Ersatzeinrichtung 4 um.
  • Dieses erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden genauer erläutert.
  • Das ETCS-Fahrzeug 2 erhält, zunächst beispielsweise über ein Datentelegramm 14 von der Balise 13 nach erfolgter Überfahrt, Informationen über die für den Streckenabschnitt zugewiesenen, aber noch nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3. Die nicht vorhandene Einsatzbereitschaft der ETCS-Streckenzentrale 3 ist dem ETCS-Fahrzeug 2 aber nicht bekannt. Folglich unternimmt das ETCS-Fahrzeug 2 mittels seiner Kommunikationseinrichtung 9 und Mobilfunkantenne 10 einen Verbindungsversuch mit der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3. Eine entsprechende Telefonnummer und/oder ETCS-Adresse der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3 war in dem Datentelegramm 14 vorhanden.
  • Erfindungsgemäß ist in der Vermittlungsstelle 12 des Mobilfunknetzes 11 eine Rufumleitung eingerichtet für die Telefonnummer bzw. ETCS-Adresse der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3 zu der Telefonnummer bzw. ETCS-Adresse der Ersatzeinrichtung 4. Folglich wird der Verbindungsversuch von dem ETCS-Fahrzeugs 2 für die nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3 an die Ersatzeinrichtung 4 umgeleitet.
  • Anschließend nimmt die Ersatzeinrichtung 4 den Verbindungsversuch des ETCS-Fahrzeugs 2 an und baut eine Mobilfunkverbindung mit dem ETCS-Fahrzeug 2 auf. Insbesondere wird hier ein sogenannter Kommunikationstack bis zu einer Sicherheitsebene (safety layer) aufgebaut. Bei dem Verbindungsversuch werden von dem ETCS-Fahrzeug 2 gewisse Einwahlinformationen mitgeliefert, anhand derer die Ersatzeinrichtung 4 erkennt, dass das ETCS-Fahrzeug 2 eigentlich eine Verbindung mit der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3 aufbauen will. Daher gibt sich die Ersatzeinrichtung 4 als die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale 3 aus, indem sie sich durch entsprechende Schlüssel als die ETCS-Streckenzentrale 3 authentifiziert.
  • Für die Authentifizierung weist die Ersatzeinrichtung 4 alle nötigen Schlüssel der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3 auf. Diese wurden bei der Installation der Ersatzeinrichtung 4 in einem entsprechenden Speicher genau wie in einer ETCS-Streckenzentrale hinterlegt.
  • Die Ersatzeinrichtung 4 kann beispielsweise ein Computer sein, der mit einer nicht dargestellten Kommunikationseinrichtung ausgestaltet ist.
  • Nachdem die Verbindung zwischen dem ETCS-Fahrzeug 2 und der Ersatzeinrichtung 4 zustande gekommen ist und die Authentifizierung abgeschlossen ist, sendet die Ersatzeinrichtung 4 ein Kommando zum regulären Verbindungsabbau zum ETCS-Fahrzeug 2. Dies kann durch eine auf der Ersatzeinrichtung 4 installierte Applikation erfolgen, die optional auch weitere Informationen an das ETCS-Fahrzeug 2 übermitteln kann. Beispielsweise kann eine Information gesendet werden, die anschließend als Textmeldung auf einem Display des ETCS-Fahrzeugs 2 dargestellt wird. So kann die Kommunikation mit einer realen Verbindung getestet werden und einem Fahrer oder einem Inbetriebsetzer des ETCS-Fahrzeugs 2 eine zweckmäßige Information übermittelt werden. Durch das Kommando zum regulären Verbindungsabbau beendet das ETCS-Fahrzeug 2 die Verbindung und setzt seine Fahrt ohne weitere Verbindungsversuche fort. Erfindungsgemäß kann hierdurch eine Überlastung des Mobilfunknetzes 11 verhindert werden, weil erneute Verbindungsversuche des ETCS-Fahrzeugs 2 unnötig werden.
  • Optional kann die erfindungsgemäße Ersatzeinrichtung 4 so ausgebildet sein, dass sie nicht nur eine wie in der Figur dargestellt, sondern eine Vielzahl von nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentralen 3 ersetzt. Dafür sind bei der Vermittlungsstelle 12 bzw. DNS entsprechende Umleitungen für jede nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentralen 3 hinterlegt. Ferner umfasst die Ersatzeinrichtung 4 sämtliche nötige Schlüssel für die Authentifizierung als die jeweilige nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale 3. Durch die vom ETCS-Fahrzeug 2 oder anderen ETCS-Fahrzeugen (nicht dargestellt) beim Verbindungsversuch übermittelten Einwahlinformationen kann die erfindungsgemäße Ersatzeinrichtung 4 entsprechend antworten. Die Einwahlinformationen umfassen Informationen zu der gewünschten nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale sowie dem jeweiligen ETCS-Fahrzeug. Gemäß dieser Option ist somit nur eine einzige Ersatzeinrichtung 4 für die gesamte eisenbahntechnische Anlage 1 nötig, um sämtliche nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentralen zu ersetzen.
  • Der Ersatz der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale 3 durch die erfindungsgemäße Ersatzeinrichtung 4 ist nur temporär anzusehen. Nach Herstellung der Einsatzbereitschaft wird die Rufumleitung in der Vermittlungsstelle 12 zurückgenommen und die Verbindung von der dann einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale aufgebaut.

Claims (12)

  1. Verfahren zur ETCS-Zugbeeinflussung in einer eisenbahntechnischen Anlage (1) mit wenigstens einer wenigstens einem Streckenabschnitt zugewiesenen, aber nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3),
    bei dem wenigstens ein ETCS-Fahrzeug (2) wenigstens einen Verbindungsversuch mit der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3) tätigt,
    bei dem der Verbindungsversuch an wenigstens eine Ersatzeinrichtung (4) umgeleitet wird, und
    bei dem die Ersatzeinrichtung (4) den Verbindungsversuch anstatt der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3) entgegennimmt und eine Verbindung mit dem ETCS-Fahrzeug (2) hergestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzeinrichtung (4), nachdem die Verbindung hergestellt ist, wenigstens ein Signal zum Verbindungsabbau an das ETCS-Fahrzeug (2) sendet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ersatzeinrichtung (4), nachdem die Verbindung hergestellt ist, gegenüber dem ETCS-Fahrzeug (2) als die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale (3) authentifiziert.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ersatzeinrichtung (4) mittels wenigstens eines Schlüssels authentifiziert, welcher der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3) zugewiesen ist.
  5. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale (3) dem ETCS-Fahrzeug (2) aufgrund von empfangenen Informationen nach einer Überfahrt einer Balise zugewiesen wird.
  6. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass auch andere Verbindungsversuche zu weiteren nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentralen (3) an die Ersatzeinrichtung (4) umgeleitet werden.
  7. Ersatzeinrichtung (4) für wenigstens eine nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale (3),
    die zum Entgegennehmen von wenigstens einem Verbindungsversuch wenigstens eines ETCS-Fahrzeugs (2) anstatt der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3) ausgebildet ist und die zum Herstellen einer Verbindung mit dem ETCS-Fahrzeug (2) ausgebildet ist,
    wobei der Verbindungsversuch an die Ersatzeinrichtung (4) umgeleitet wird.
  8. Ersatzeinrichtung (4) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzeinrichtung (4) ausgebildet ist, nachdem die Verbindung hergestellt ist, wenigstens ein Signal zum Verbindungsabbau an das ETCS-Fahrzeug (2) zu senden.
  9. Ersatzeinrichtung (4) nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzeinrichtung (4) zum Authentifizieren gegenüber dem ETCS-Fahrzeug (2) als die nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentrale (3) ausgebildet ist, nachdem die Verbindung hergestellt ist.
  10. Ersatzeinrichtung (4) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzeinrichtung (4) wenigstens einen Schlüssel zum Authentifizieren aufweist, welcher der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3) zugewiesen ist.
  11. Ersatzeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzeinrichtung (4) für mehrere nicht einsatzbereite ETCS-Streckenzentralen (4) ausgebildet ist.
  12. Eisenbahntechnische Anlage (1) mit ETCS-Zugbeeinflussung, mit wenigstens einer wenigstens einem Streckenabschnitt zugewiesenen, aber nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3),
    mit wenigstens einem ETCS-Fahrzeug (2), das zum Tätigen wenigstens eines Verbindungsversuchs mit der nicht einsatzbereiten ETCS-Streckenzentrale (3) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) wenigstens eine Ersatzeinrichtung (4) nach einer der oben genannten Ansprüche 7 bis 11 aufweist.
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